腰椎64排螺旋CT不同采集模式的劑量研究

金其材+趙全明

[摘要] 目的 分析比較腰椎64排螺旋CT在三種采集模式設(shè)置下的掃描劑量大小，確定腰椎64排螺旋CT的最佳采集模式。方法 以水模模擬人體腰椎進(jìn)行64排螺旋CT掃描，設(shè)定3組采集模式：A組（128×0.625）mm、B組（48×0.625）mm、C組（40×0.625）mm。每組采集模式對水模進(jìn)行40次CT掃描，記錄每次掃描的容積劑量指數(shù)，計(jì)算其劑量長度乘積和有效劑量，使用單因素方差分析進(jìn)行多個均數(shù)比較。結(jié)果 三組容積劑量指數(shù)、劑量長度乘積、有效劑量的比較均為A組（128×0.625 mm）>B組（48×0.625 mm）>C組（40×0.625 mm）；C組有效劑量比A和B組平均容積劑量的分別降低17.45%、10.32%。結(jié)論 腰椎64排MDCT檢查時以40×0.625 mm模式進(jìn)行掃描輻射劑量最小。

[關(guān)鍵詞] 64排MDCT；采集方式；CT劑量指數(shù)；有效劑量

[中圖分類號] R816.8；R144 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1673-9701（2014）14-0056-03

多層螺旋CT（MDCT）密度分辨率高，成像方便快捷，其強(qiáng)大的多平面重建功能（MPR）為臨床診斷提供了高質(zhì)量的影像學(xué)資料。骨骼系統(tǒng)的CT檢查是MDCT應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，脊柱、四肢等部位的解剖細(xì)節(jié)均可得到精細(xì)的顯示。本研究通過比較分析腰椎64排螺旋CT在三種采集模式設(shè)置下的掃描劑量大小，來確定腰椎64排螺旋CT的最佳采集模式，以在實(shí)際工作中確保患者避免不必要的輻射傷害。

1 資料與方法

1.1臨床資料

以標(biāo)準(zhǔn)東芝水模模體為研究對象，本研究將研究對象分為A、B、C 3組，在2013年5～7月期間，使用標(biāo)準(zhǔn)東芝水模模擬人體腰椎進(jìn)行掃描。

1.2研究方法

使用東芝64排螺旋CT掃描。獲得整個模體定位圖，選擇水模區(qū)域，掃描長度300 mm。掃描參數(shù)：pitch=1.0、FOV=400 mm、電壓=120 kV。設(shè)置3組64排MDCT腰椎掃描采集模式：A組 128×0.625 mm、B組 48×0.625 mm、C組 40×0.625 mm，每組采集模式對水模進(jìn)行40次CT掃描，掃描時記錄容積劑量指數(shù)（CTDIvol）、和掃描長度（L），根據(jù)劑量長度乘積公式DLP（mGy.cm）=CTDIvol×L計(jì)算出DLP，根據(jù)公式平均有效劑量E（mSv）=DLP×K計(jì)算平均有效劑量E，K為轉(zhuǎn)換系數(shù)0.014[1]。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示。采用單因素方差分析進(jìn)行多個均數(shù)比較，以S-N-K法進(jìn)行組間兩兩比較，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

64排MDCT三種腰椎采集模式的掃描劑量見表1。三組的容積劑量指數(shù)、劑量長度乘積和有效劑量的比較經(jīng)單因素方差分析，P<0.05，三組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，經(jīng)S-N-K法對組間進(jìn)行兩兩比較結(jié)果顯示3個指標(biāo)均為A組（128×0.625mm）>B組（48×0.625mm）>C組（40×0.625mm），C組有效劑量比A、B組有效劑量分別降低17.45%、10.32%。

3討論

隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，物流、建筑等行業(yè)的蓬勃興起，意外傷害患者的數(shù)量急劇增加，其中也包括了大量因高空墜落、交通意外等原因造成的腰椎骨折患者。腰椎壓縮骨折、爆裂骨折在X線平片上僅可顯示二維信息，無法觀察組織重疊結(jié)構(gòu)和具體解剖細(xì)節(jié)，MDCT則提供了理想的腰椎影像學(xué)檢查手段。由于CT有著很高的密度分辨率和寬容度，對于血腫和椎間盤突出等軟組織外傷性改變也可以很好的顯示[2]，為臨床醫(yī)生提供了大量的影像學(xué)信息，但MDCT的大量應(yīng)用在提高診斷準(zhǔn)確性的同時也為患者帶來了高輻射風(fēng)險，Mulkens等的研究顯示因外傷原因來就診的患者中，有94%～96%并沒有實(shí)際治療意義的腰椎骨質(zhì)或軟組織損傷[3]，有大量的患者為排除腰椎損傷接受了不必要的輻射照射。為了保護(hù)患者免受額外的輻射損害，應(yīng)找到一個行之有效的方法來減少腰椎MDCT的檢查劑量，通過選擇適宜的掃描采集模式來減少輻射劑量則是一個很好地研究方向。

Deak等的研究證實(shí)，因MDCT的Z軸方向掃描覆蓋的范圍為激活的探測器排數(shù)與準(zhǔn)直長度的乘積，64排MDCT因其增多了探測器排數(shù)，增加了每旋轉(zhuǎn)一次的Z軸覆蓋面積，即患者接受了Z軸的過度掃描，使患者接受了不必要的輻射損害，應(yīng)選擇合適的準(zhǔn)直器寬度來減少檢查輻射[4]。對此國內(nèi)有關(guān)于胸部CT不同準(zhǔn)直器寬的輻射劑量的對比研究[5]，但準(zhǔn)直器寬度的調(diào)整是在一定范圍內(nèi)進(jìn)行，其對減少檢查劑量的影響是有限的，本研究通過利用東芝64排MDCT所設(shè)定的三種采集方式進(jìn)行水模掃描，分析探討三種采集方式所需檢查劑量的大小。

CT劑量指數(shù)CTDI（computed tomography dose index）是描述CT容積掃描輻射劑量的標(biāo)稱值[6]，據(jù)此可進(jìn)行同一CT機(jī)器不同掃描參數(shù)下的劑量差異的比較。64排螺旋掃描時需要使用螺距因子（CT pitch factor）來校正加權(quán)劑量指數(shù)CTDIw，為此國際電工委員會定義容積掃描的劑量指數(shù)CTDIvol為：CTDIvol=CTDIw/CT pitch factor。臨床應(yīng)用中，CTDIvol值在掃描完畢后可顯示在Scan界面中，直接讀出即可，有研究以CTDIvol簡便估算患者進(jìn)行CT掃描時接受的輻射劑量[7]，用于臨床劑量研究簡便易行。

在劑量研究中，有實(shí)際意義的標(biāo)稱值為有效劑量E，但計(jì)算復(fù)雜。64層多螺旋CT每次檢查的劑量長度乘積DLP（dose length product）（mGy.cm）=CTDIvol×（L+T）。掃描長度L是常數(shù)，T為準(zhǔn)直層厚。K為劑量長度DLP與有效劑量E兩個量之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)。國際放射防護(hù)委員會（International Commission on Radiological Protection，ICRP）發(fā)布了各個器官和組織的K值，具體值可以文獻(xiàn)查閱，腰部K值為0.015 mSv/mGy.cm[8]。據(jù)此可粗略估算出有效劑量E=DLP×K= CTDIvol×（L+T）×K（mSv）[9]。本研究只用0.625 mm一種準(zhǔn)直層厚，因?yàn)檗D(zhuǎn)換系數(shù)是恒量，由以上公式可計(jì)算出掃描的有效劑量：A組平均有效劑量最大是0.0878 mSv；B組平均有效劑量是0.0859 mSv；C組平均有效劑量最小是0.0686 mSv。B組比A組平均有效劑量降低0.0019 mSv，達(dá)2.16%；在相同準(zhǔn)直器寬度下，C組比A組平均有效劑量降低0.0192 mSv，達(dá)17.45%；C組比B平均有效劑量降低0.0173 mSv，達(dá)10.32%。采用40×0.625 mm采集模式掃描腰椎可大大減少部分容積效應(yīng)，使椎體、椎管等處的偽影減少，獲得出色的對比度和細(xì)節(jié)分辨率。endprint

64排MDCT控制X線束的寬窄的結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)直器，它將X射線錐形射束轉(zhuǎn)化為扇形射束，有利于減少散射線對成像質(zhì)量的干擾，如同X線機(jī)的準(zhǔn)直器一樣，CT掃描范圍也是由準(zhǔn)直器規(guī)定的，所以準(zhǔn)直器的寬度對掃描劑量的控制有著重要的意義。在Deak等對于冠脈多排MDCT的低劑量研究中，根據(jù)熱釋光劑量儀和標(biāo)稱值顯示劑量，模擬不同的Z軸過度掃描，證實(shí)了使用適當(dāng)準(zhǔn)直器寬度可顯著降低MDCT檢查時Z向重疊掃描中不必要的輻射[4]。準(zhǔn)直器間距即是準(zhǔn)直寬度，對于多排螺旋CT來說，層厚往往大于準(zhǔn)直寬度，兩者之間的關(guān)系呈正相關(guān)，準(zhǔn)直寬度增大則層厚也相應(yīng)增大，此時的有效層厚即實(shí)際掃描的層厚，因?yàn)闄C(jī)器的制造工藝水平不同，標(biāo)稱的層厚值與實(shí)際值是有誤差的，層厚越小誤差越大，而層厚的誤差與掃描所采用的方式和設(shè)備的類型無關(guān)，貫穿于機(jī)器的使用年限之中。準(zhǔn)直器寬度和層厚雖然是兩個完全不同的概念，但兩者關(guān)系密切，而且兩者對圖像質(zhì)量的影響結(jié)果是一致的。

因?yàn)橹亟▽雍翊笥诓杉瘜雍竦南拗?，要獲得薄層圖像必須將采集層厚設(shè)定的足夠小，也就是說，想要獲得1 mm層厚的重建圖像必須將采集層厚設(shè)為小于1 mm，本研究將采集層厚統(tǒng)一設(shè)為0.625 mm，掃描完成后將薄層采集的圖像進(jìn)行厚層重建，充分利用了64排MDCT強(qiáng)大的后處理功能，以較小的掃描劑量獲得了高質(zhì)量的斷層圖像和重建圖像，并將噪聲控制到可接受范圍內(nèi)。

放射學(xué)檢查中的ALARA（as low as reasonably achievable principle）原則應(yīng)該在臨床實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)而不是停留在概念中[10]，ICRP2006年建議書草案推薦的遺傳效應(yīng)的危害調(diào)整標(biāo)稱危害系數(shù)，對整個人群和成年工作人員分別為0.2×10-2Sv-1（20例/萬人/Sv）和0.1×10-2Sv-1（10例/萬人/Sv），對CT輻射人群的保護(hù)工作非常嚴(yán)峻，需要拿出行之有效的方法來減低患者的受輻射水平。64排MDCT已成為腰椎骨折、椎間盤突出、結(jié)核、腫瘤等臨床常見病、多發(fā)病的重要檢查手段，在保證診斷質(zhì)量的前提下，應(yīng)保證患者接受最低的輻射劑量[11，12]。本研究表明進(jìn)行腰椎64排MDCT檢查時，以40×0.625mm采集模式進(jìn)行掃描輻射劑量最小，可以有效地避免患者接受不必要的輻射損害。

[參考文獻(xiàn)]

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[6] 郭洪濤，劉勇，袁淑華. CT劑量指數(shù)（CTDI）測量研究[J]. 中國測試技術(shù)，2007，33（4）：33-36.

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[11] 盧文彬. 16層螺旋CT動脈造影對腎血管性高血壓病診斷的臨床應(yīng)用研究[J]. 中國醫(yī)藥導(dǎo)報，2013，10（1）：101-102.

[12] 晏飛虎，包江萍，楊武，等. 自動管電流調(diào)制技術(shù)在副鼻竇低劑量CT掃描中的應(yīng)用研究[J]. 中國醫(yī)藥導(dǎo)報，2013，10（17）：107-109.

（收稿日期：2013-11-14）endprint

64排MDCT控制X線束的寬窄的結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)直器，它將X射線錐形射束轉(zhuǎn)化為扇形射束，有利于減少散射線對成像質(zhì)量的干擾，如同X線機(jī)的準(zhǔn)直器一樣，CT掃描范圍也是由準(zhǔn)直器規(guī)定的，所以準(zhǔn)直器的寬度對掃描劑量的控制有著重要的意義。在Deak等對于冠脈多排MDCT的低劑量研究中，根據(jù)熱釋光劑量儀和標(biāo)稱值顯示劑量，模擬不同的Z軸過度掃描，證實(shí)了使用適當(dāng)準(zhǔn)直器寬度可顯著降低MDCT檢查時Z向重疊掃描中不必要的輻射[4]。準(zhǔn)直器間距即是準(zhǔn)直寬度，對于多排螺旋CT來說，層厚往往大于準(zhǔn)直寬度，兩者之間的關(guān)系呈正相關(guān)，準(zhǔn)直寬度增大則層厚也相應(yīng)增大，此時的有效層厚即實(shí)際掃描的層厚，因?yàn)闄C(jī)器的制造工藝水平不同，標(biāo)稱的層厚值與實(shí)際值是有誤差的，層厚越小誤差越大，而層厚的誤差與掃描所采用的方式和設(shè)備的類型無關(guān)，貫穿于機(jī)器的使用年限之中。準(zhǔn)直器寬度和層厚雖然是兩個完全不同的概念，但兩者關(guān)系密切，而且兩者對圖像質(zhì)量的影響結(jié)果是一致的。

因?yàn)橹亟▽雍翊笥诓杉瘜雍竦南拗?，要獲得薄層圖像必須將采集層厚設(shè)定的足夠小，也就是說，想要獲得1 mm層厚的重建圖像必須將采集層厚設(shè)為小于1 mm，本研究將采集層厚統(tǒng)一設(shè)為0.625 mm，掃描完成后將薄層采集的圖像進(jìn)行厚層重建，充分利用了64排MDCT強(qiáng)大的后處理功能，以較小的掃描劑量獲得了高質(zhì)量的斷層圖像和重建圖像，并將噪聲控制到可接受范圍內(nèi)。

放射學(xué)檢查中的ALARA（as low as reasonably achievable principle）原則應(yīng)該在臨床實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)而不是停留在概念中[10]，ICRP2006年建議書草案推薦的遺傳效應(yīng)的危害調(diào)整標(biāo)稱危害系數(shù)，對整個人群和成年工作人員分別為0.2×10-2Sv-1（20例/萬人/Sv）和0.1×10-2Sv-1（10例/萬人/Sv），對CT輻射人群的保護(hù)工作非常嚴(yán)峻，需要拿出行之有效的方法來減低患者的受輻射水平。64排MDCT已成為腰椎骨折、椎間盤突出、結(jié)核、腫瘤等臨床常見病、多發(fā)病的重要檢查手段，在保證診斷質(zhì)量的前提下，應(yīng)保證患者接受最低的輻射劑量[11，12]。本研究表明進(jìn)行腰椎64排MDCT檢查時，以40×0.625mm采集模式進(jìn)行掃描輻射劑量最小，可以有效地避免患者接受不必要的輻射損害。

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64排MDCT控制X線束的寬窄的結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)直器，它將X射線錐形射束轉(zhuǎn)化為扇形射束，有利于減少散射線對成像質(zhì)量的干擾，如同X線機(jī)的準(zhǔn)直器一樣，CT掃描范圍也是由準(zhǔn)直器規(guī)定的，所以準(zhǔn)直器的寬度對掃描劑量的控制有著重要的意義。在Deak等對于冠脈多排MDCT的低劑量研究中，根據(jù)熱釋光劑量儀和標(biāo)稱值顯示劑量，模擬不同的Z軸過度掃描，證實(shí)了使用適當(dāng)準(zhǔn)直器寬度可顯著降低MDCT檢查時Z向重疊掃描中不必要的輻射[4]。準(zhǔn)直器間距即是準(zhǔn)直寬度，對于多排螺旋CT來說，層厚往往大于準(zhǔn)直寬度，兩者之間的關(guān)系呈正相關(guān)，準(zhǔn)直寬度增大則層厚也相應(yīng)增大，此時的有效層厚即實(shí)際掃描的層厚，因?yàn)闄C(jī)器的制造工藝水平不同，標(biāo)稱的層厚值與實(shí)際值是有誤差的，層厚越小誤差越大，而層厚的誤差與掃描所采用的方式和設(shè)備的類型無關(guān)，貫穿于機(jī)器的使用年限之中。準(zhǔn)直器寬度和層厚雖然是兩個完全不同的概念，但兩者關(guān)系密切，而且兩者對圖像質(zhì)量的影響結(jié)果是一致的。

因?yàn)橹亟▽雍翊笥诓杉瘜雍竦南拗?，要獲得薄層圖像必須將采集層厚設(shè)定的足夠小，也就是說，想要獲得1 mm層厚的重建圖像必須將采集層厚設(shè)為小于1 mm，本研究將采集層厚統(tǒng)一設(shè)為0.625 mm，掃描完成后將薄層采集的圖像進(jìn)行厚層重建，充分利用了64排MDCT強(qiáng)大的后處理功能，以較小的掃描劑量獲得了高質(zhì)量的斷層圖像和重建圖像，并將噪聲控制到可接受范圍內(nèi)。

放射學(xué)檢查中的ALARA（as low as reasonably achievable principle）原則應(yīng)該在臨床實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)而不是停留在概念中[10]，ICRP2006年建議書草案推薦的遺傳效應(yīng)的危害調(diào)整標(biāo)稱危害系數(shù)，對整個人群和成年工作人員分別為0.2×10-2Sv-1（20例/萬人/Sv）和0.1×10-2Sv-1（10例/萬人/Sv），對CT輻射人群的保護(hù)工作非常嚴(yán)峻，需要拿出行之有效的方法來減低患者的受輻射水平。64排MDCT已成為腰椎骨折、椎間盤突出、結(jié)核、腫瘤等臨床常見病、多發(fā)病的重要檢查手段，在保證診斷質(zhì)量的前提下，應(yīng)保證患者接受最低的輻射劑量[11，12]。本研究表明進(jìn)行腰椎64排MDCT檢查時，以40×0.625mm采集模式進(jìn)行掃描輻射劑量最小，可以有效地避免患者接受不必要的輻射損害。

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